基于本構(gòu)關(guān)系的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方法分析

1、<p>　　基于本構(gòu)關(guān)系的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方法分析</p><p>　　摘要:近年來，隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展以及數(shù)值計算的不斷深入研究，人們開始越來越重視建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計。結(jié)構(gòu)設(shè)計是在實施建筑設(shè)計的前提下進行的有效設(shè)計，其在不同程度上均受到建筑設(shè)計的約束，相對的建筑設(shè)計在一定程度上也受到結(jié)構(gòu)設(shè)計的約束，所以建筑設(shè)計不得高出結(jié)構(gòu)設(shè)計的規(guī)定范圍。本文簡要敘述了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則和鑒于本構(gòu)關(guān)系的建筑工作，同時詳

2、細說明了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的具體方法，以期為建筑工程的建設(shè)提供強有力參考依據(jù)。 </p><p>　　關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計方法；本構(gòu)關(guān)系 </p><p>　　Abstract: In recent years, with the deepening of study on Calculation of the rapid development of computer technology

3、and numerical, people begin to pay more and more attention to the design of building structures. Structural design is the effective design in architectural design to the implementation of the premise, it is constrained b

4、y the architectural design in different extent, and architecture design is constrained by structure design in a certain extent, so the design shall not exceed the</p><p>　　Key words: building structure; desi

5、gn method; constitutive relation </p><p>　　中國分類號：TU34文獻標(biāo)識碼：A 文章標(biāo)號：2095-2104（2012）03-0001-02 </p><p>　　1.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則 </p><p>　　為了保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性與科學(xué)性，在實際設(shè)計過程中應(yīng)嚴(yán)格遵循以下幾點基本原則：①多道防線。設(shè)計時運用多道防

6、線措施才能達到有關(guān)規(guī)定的安全標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建出符合建筑要求的結(jié)構(gòu)體系。②抓大放小。將所有構(gòu)件有效結(jié)合起來形成一個安全、可靠的結(jié)構(gòu)體系，并根據(jù)各個構(gòu)件的相應(yīng)特性來分配在結(jié)構(gòu)中擔(dān)任的職責(zé)，達到強柱弱梁、強剪弱彎的目的。③剛?cè)嵯酀?。在整個設(shè)計工作中，剛?cè)嵯酀菦Q定建筑結(jié)構(gòu)體系是否合理的關(guān)鍵因素。如果建筑結(jié)構(gòu)的剛度過大，那么其變形能力就會不斷削弱，當(dāng)破壞力越大時，其承受力就會越小，導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)極易受到嚴(yán)重損壞；如果建筑結(jié)構(gòu)的剛度過小，雖然在一定程度上

7、能夠降低外力作用，但會出現(xiàn)較大的變形，導(dǎo)致效用無法得到充分發(fā)揮。因此，在設(shè)計過程中要高度重視剛?cè)嵯酀瓌t[1]。④打通關(guān)節(jié)。由于建筑結(jié)構(gòu)體系中存在著各式各樣的關(guān)節(jié)，導(dǎo)致外力無法快速消除和傳遞。為了能夠迅速消減與傳遞各種外力，在設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)時一定要打通所有關(guān)節(jié)，實現(xiàn)維持結(jié)構(gòu)平衡的目標(biāo)。如果力量暢通無阻，那么各構(gòu)件之間存在的靜態(tài)平衡就會被嚴(yán)重損毀，導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生巨大變化。設(shè)計結(jié)構(gòu)時，除了不能破壞建筑之外，還要滿足有關(guān)規(guī)定的諸多建筑要求。此

8、外，還要注</p><p>　　2.鑒于本構(gòu)關(guān)系的建筑工程 </p><p>　　應(yīng)力張量和應(yīng)變張量之間的關(guān)系稱為本構(gòu)關(guān)系。在本構(gòu)關(guān)系的基礎(chǔ)上對建筑結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，可將建筑結(jié)構(gòu)物有效劃分成混凝土結(jié)合鋼筋的連接單元、混凝土單元以及鋼筋單元，并以此作為依據(jù)合理建立三維空間有限元模型。在限制模型與增加荷載的情況下，通過有限元求解器來詳細分析模型，以便能夠進一步深入設(shè)計處于應(yīng)力應(yīng)變層上的結(jié)構(gòu)物。構(gòu)

9、件截面層次、結(jié)構(gòu)層次、材料層次和構(gòu)件層次等方面均屬于建筑工程的本構(gòu)關(guān)系[2]。 </p><p>　　3.基于本構(gòu)關(guān)系的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方法 </p><p><b>　　3.1分析結(jié)構(gòu) </b></p><p>　　在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，分析結(jié)構(gòu)是一項極為關(guān)鍵的工作，主要是將各種作用下的結(jié)構(gòu)效應(yīng)合理計算出來，其分析得出的結(jié)果一定要能夠準(zhǔn)確地評定與

10、說明在預(yù)設(shè)作用下的結(jié)構(gòu)效應(yīng)，分析結(jié)構(gòu)的合理性與科學(xué)性會對結(jié)構(gòu)安全、可靠、經(jīng)濟造成直接性影響。確定計算模型屬于分析結(jié)構(gòu)的重要工作環(huán)節(jié)，其主要內(nèi)容有計算理論與計算簡圖，這兩個內(nèi)容是分析結(jié)構(gòu)的難點與重點。在實際設(shè)計工作中，不管是什么類型的分析模型，都無法準(zhǔn)確地表達實際結(jié)構(gòu)，所以有關(guān)規(guī)定要求只要在一定程度上與實際結(jié)構(gòu)相近即可。通常情況下，設(shè)置結(jié)構(gòu)做模型分析時，都應(yīng)采取一些假定措施，例如假定建筑結(jié)構(gòu)材料屬于均質(zhì)連續(xù)性材料，這一假定對于結(jié)構(gòu)來說并不

11、會產(chǎn)生嚴(yán)重偏差，只有將重要建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)件加入到整體性能的相關(guān)效應(yīng)中，才會對建筑結(jié)構(gòu)造成直接性影響，主要是因為這個假定沒有充分考慮到次要構(gòu)件以及非結(jié)構(gòu)構(gòu)件[3]。假定設(shè)計時忽略了建筑結(jié)構(gòu)的剛度，也就是忽略了主要結(jié)構(gòu)中具有較小作用的剛度，這一假定需要全面了解和掌握構(gòu)件所能發(fā)揮出的實際效用方可做出判定，若變形情況不嚴(yán)重的話可直接忽略。 </p><p><b>　　3.2設(shè)置結(jié)構(gòu) </b><

12、/p><p>　　建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性與科學(xué)性，除了需要健全的結(jié)構(gòu)體系之外，還需要無任何缺點的結(jié)構(gòu)設(shè)置，主要是因為結(jié)構(gòu)設(shè)置會對建筑設(shè)計方案的最終成效造成一定程度的影響，嚴(yán)重時甚至?xí)苯佑绊懙秸麄€建筑的安全性能以及實際功能的運用情況。設(shè)置建筑結(jié)構(gòu)時，應(yīng)全面考慮到結(jié)構(gòu)縫設(shè)置、結(jié)構(gòu)豎向設(shè)置、結(jié)構(gòu)平面設(shè)置等多方面的控制。 </p><p>　　結(jié)構(gòu)縫設(shè)置。對整個建筑結(jié)構(gòu)進行設(shè)置時，應(yīng)高度重視形體復(fù)雜、

13、沉降與溫度收縮等因素可能對建筑結(jié)構(gòu)造成的威脅。應(yīng)用防震纏、沉降縫和伸縮縫將結(jié)構(gòu)有效劃分成多個單獨存在的單元，有利于去除形體復(fù)雜、沉降差異和溫度應(yīng)力對建筑結(jié)構(gòu)造成的威脅。但如果做結(jié)構(gòu)縫的設(shè)置，就會給建筑的防水處理、使用標(biāo)準(zhǔn)以及立面效果帶來諸多不便，所以在設(shè)置結(jié)構(gòu)縫時一定要細心對待，盡可能從設(shè)置整體建筑結(jié)構(gòu)的角度出發(fā)，采取合理科學(xué)的相應(yīng)措施來處理因形體復(fù)雜、沉降和溫度收縮等因素而引發(fā)的問題。 </p><p>　　結(jié)

14、構(gòu)豎向設(shè)置。為了防止建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)過大的內(nèi)收與外挑現(xiàn)象，做豎向結(jié)構(gòu)設(shè)置時必須嚴(yán)格遵守強度、剛度與形體規(guī)范順著高度平均分布的基本原則，對于處在同一樓層的樓面，應(yīng)合理安設(shè)在相同的標(biāo)高位置，以避免發(fā)生錯層與局部夾層情況。對于高層建筑則要有效處理好結(jié)構(gòu)剛度與強度之間存在的變化問題[4]。 </p><p>　　結(jié)構(gòu)平面設(shè)置。按照建筑工程的具體情況對結(jié)構(gòu)平面的設(shè)置方法進行確定，若建筑結(jié)構(gòu)屬于獨立型結(jié)構(gòu)單元，那么即可采用單純的

15、形狀，同時要嚴(yán)格按照相互協(xié)調(diào)和相互對應(yīng)的基本規(guī)律執(zhí)行，承載力與剛度在分布過程中要始終維持平均形態(tài)。除此之外，還要按照有關(guān)規(guī)定的抗震設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，對高層建筑獨立型結(jié)構(gòu)單元的實際長度進行合理控制，注意一定要控制在規(guī)定范圍內(nèi)，禁止出現(xiàn)過長現(xiàn)象，否則地震發(fā)生時，建筑結(jié)構(gòu)的兩端在不同程度上均有可能產(chǎn)生反相位振動情況，這不僅會嚴(yán)重損毀建筑物，還直接危害到人們的生命安全。 </p><p><b>　　3.3計算結(jié)構(gòu) &

16、lt;/b></p><p>　　建筑結(jié)構(gòu)的計算主要表現(xiàn)在以下幾個方面：①計算荷載。外部荷載與內(nèi)部荷載均屬于荷載內(nèi)容，其中外部荷載包括人防荷載、施工荷載、地震荷載、地下水荷載、風(fēng)荷載與雪荷載等，內(nèi)部荷載包括裝修荷載、自重荷載與使用荷載等，這些荷載的結(jié)構(gòu)計算均要按照有關(guān)規(guī)定的荷載標(biāo)準(zhǔn)與荷載規(guī)范應(yīng)用互不相同的準(zhǔn)永久值系數(shù)以及組合值系數(shù)做不同情況下的組合計算。②試算構(gòu)件。按照計算得出的荷載值與結(jié)構(gòu)布局要求，應(yīng)用與

17、之相適應(yīng)的計算方法對構(gòu)件截面進行初步確定。③計算內(nèi)力。按照計算得出的荷載值以及經(jīng)確定得出的構(gòu)件截面對內(nèi)力進行合理計算，內(nèi)力的主要內(nèi)容有軸心壓力、彎矩、扭矩、拉力和剪力等。④計算構(gòu)件。按照計算得出的結(jié)構(gòu)內(nèi)力和有關(guān)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)對試算構(gòu)件得出的結(jié)果進行復(fù)核，查看撓度、裂縫、軸壓比、跨高比和剪跨比等方面是否與建筑結(jié)構(gòu)規(guī)范和要求相符，若不符合有關(guān)規(guī)定的規(guī)范與要求，就要對構(gòu)件截面進行適當(dāng)調(diào)整，直至符合規(guī)定要求為止[5]。 </p><

18、;p><b>　　結(jié)束語 </b></p><p>　　在建筑工程設(shè)計中，結(jié)構(gòu)設(shè)計屬于極為重要的組成部分之一，具有一定系統(tǒng)性和全面性，所以展開設(shè)計工作時必須充分了解和掌握基本理論知識，并以靈活的創(chuàng)造性思維和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度對建筑結(jié)構(gòu)進行合理設(shè)計。建筑設(shè)計人員應(yīng)先計算出基本構(gòu)件，只有這樣才能全面認識到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的本質(zhì)，理解有關(guān)規(guī)定的設(shè)計規(guī)范和設(shè)計規(guī)程，最終達到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、安全、可靠

19、的目的。 </p><p><b>　　【參考文獻】 </b></p><p>　　[1]丁柏峰.關(guān)于有效提高建筑結(jié)構(gòu)抗震性能措施的分析探討[J].黑龍江科技信息,2010(25):321. </p><p>　　[2]來慶杰,邢建奮.概念設(shè)計及結(jié)構(gòu)的規(guī)則性[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟,2010,20(04):150-152. </p>